喷墨打印机的制作方法

1.本发明涉及一种连续式喷墨打印机，更详细而言，涉及一种防止因在打印面反弹的墨水引起的打印头的污染的连续式喷墨打印机。


背景技术：

2.关于连续式喷墨打印机，利用泵从喷嘴喷出墨水，在喷出的墨水分离成墨滴的位置处利用带电电极使墨滴带电，进而利用偏转电极使墨滴的轨道弯曲，使之与被打印物的规定位置碰撞而形成墨点。
3.关于连续式喷墨打印机，根据喷出墨水进行打印的性质，打印头的构成部件会被墨水污染，所以根据污染的原因而采取对策。
4.污染的第1原因是因喷射的墨水而生成墨雾，为了减弱由墨雾引起的污染，利用头罩将打印头覆盖，并且将罩内保持为正压(参照专利文献1)。
5.具体而言，利用加压单元将头罩内保持为正压，由此使得在头构成部件的周围漂浮的墨雾通过墨滴通过用的狭缝而排放到外部。由此能够抑制墨雾附着于构成部件，作为附加效果，能够防止尘埃等异物从外部侵入，进而能够防止罩内部结露。
6.污染的第2原因是因墨滴与被打印物碰撞时的反弹而产生的微小的墨水粒子。
7.从打印头飞翔的墨滴具有动能，若墨滴与被打印物碰撞，则会因动能而破坏，分裂的墨水粒子反弹而向打印面的周围飞散。而且，飞散的微细的墨水粒子的一部分通过头罩前端的狭缝而侵入罩内部。
8.从狭缝侵入头罩内的墨水粒子附着于构成打印头的偏转电极等的表面，并变为固体物质而堆积。另一方面，连续式喷墨打印机中使用导电性的墨水，另外，头罩的主体由金属制作。因此，若放任墨水的堆积，则不仅电极等的表面会受到污染，堆积的墨水还会与包括罩的打印头的金属制构成部件短路而成为故障的原因。
9.特别地，由于对偏转电极施加用于使墨滴偏转的高压的直流电压，所以，若放任墨水堆积则有可能引起重大事故。
10.现有技术文献
11.专利文献
12.专利文献1：日本特开2018-83369号公报
13.专利文献2：日本特开2014-100876号公报


技术实现要素：

14.作为防止墨水粒子从狭缝侵入的方法，考虑了提高罩内的正压而使得从狭缝吹出的空气的流量提高的方法，但是，若因空气而使得墨滴的飞行方向改变，则会导致打印质量下降，所以，无法简单地提高压力。
15.作为防止墨水粒子从狭缝侵入的其他方法，还提出了向与墨滴的飞行方向交叉的方向喷射空气的方法(参照专利文献2)。
16.但是，关于专利文献2所记载的方法，与提高罩内压力的方法相同，若喷射的空气较强，则墨滴的飞行方向发生弯曲而导致打印质量下降。因而，空气的强度受到限制，无法充分抑制墨水粒子从狭缝侵入。
17.此外，喷射的墨水粒子附着于对被打印物进行输送的输送机的表面而造成污染，所以，产生每当打印时必须清洗输送机这样的新问题。
18.鉴于上述的现有问题，本发明的目的在于提供一种喷墨打印机，其不会对打印质量造成影响，并且能够将对于打印头的构成部件、输送用输送机的污染抑制为最小限度。
19.为了达成上述目的，本发明所涉及的喷墨打印机具备打印头，该打印头构成为包括：
20.喷枪，其对喷出的墨水施加恒定周期的振动而生成连续的墨滴；
21.带电电极，其施加与所述墨滴的周期同步的阶梯波状的电压而使得该墨滴带电；
22.偏转电极，其使所述带电的墨滴与带电程度相应地向垂直方向或水平方向偏转，由此使得墨滴着落于被打印物的打印面；以及
23.筒状的头罩，其将所述喷枪、带电电极以及偏转电极收容于空洞部，并且形成有供所述带电的墨滴通过的狭缝，
24.使从所述打印头喷射的墨滴着落于沿水平方向或垂直方向移动的所述被打印物，利用多列打印点而形成文字，
25.其特征在于，
26.所述头罩构成为包括：后端部密闭的筒状的罩主体；以及以将该罩主体的前部覆盖的方式安装的盖，
27.在该盖形成有：所述狭缝；以及将该狭缝的至少一部分包围的吹出口，
28.从该吹出口向所述被打印物喷射空气。
29.在此，优选地，在所述盖形成有：连接空气供给用的管的端口；以及将该端口与所述吹出口连结的空气流路。
30.另外，优选地，所述罩主体由金属制作。
31.另外，优选地，所述吹出口形成为：将所述狭缝中的至少靠近所述盖的外周部的端部包围。
32.此外，优选地，从外部的压缩机向所述头罩的空洞部供给空气，在所述打印头的驱动过程中，该空洞部保持为正压。
33.关于本发明所涉及的喷墨打印机，以将头罩的狭缝的至少一部分包围的方式设置空气的吹出口，从该吹出口向被打印物喷射空气，能够将从被打印物反弹的微细的墨水粒子通过狭缝而侵入罩内的程度抑制为最小限度。
34.另外，空气的吹出口与狭缝独立地形成，并且空气的吹出方向与墨滴的飞行方向大致平行，所以，不会对打印质量造成影响。
35.此外，由空气阻止飞散的微细的墨水粒子在空中分散，使得附着于输送用输送机的表面的墨水的量大幅减少，所以，能够减少清洗输送机的次数。
附图说明
36.图1是表示本发明的实施方式1所涉及的打印头的外观的立体图。
37.图2是表示包括图1的打印头的本发明的实施方式1所涉及的连续式喷墨打印机的概要结构的局部剖切主视图。
38.图3是说明使用图2的喷墨打印机而对被打印物进行打印时的动作的图。
39.图4是头罩中的形成有供墨滴通过的狭缝的盖的俯视图。
40.图5(a)是该盖的主视图、图5(b)、图5(c)是该盖的剖视图。
41.图6是表示从打印头拆下头罩后的状态的照片，图6(a)是对现有的打印头进行拍摄所得的图片，图6(b)是对实施方式1所涉及的打印头进行拍摄所得的图片。
42.图7是本发明的实施方式2所涉及的盖的俯视图。
43.图8(a)是实施方式2所涉及的盖的主视图，图8(b)、图8(c)、图8(d)是实施方式2所涉及的盖的剖视图。
44.附图标记说明
45.ar1、ar2
…
空气；1
…
喷墨打印机；10
…
打印头；11
…
头罩；12
…
喷枪；13
…
带电电极；14
…
监测电极；15
…
偏转电极；16
…
回收槽；17a、17b
…
管；20
…
墨盒；30a、30b
…
泵；40
…
被打印物；110
…
空洞部；111
…
罩主体；112
…
盖；113、113a
…
厚壁部；114、114a
…
狭缝；115、115a
…
吹出口；116、116a
…
端口；117、117a
…
流路。
具体实施方式
46.以下，参照附图对本发明的实施方式所涉及的喷墨打印机进行说明。
47.(实施方式1)
48.图1是表示附加有防止因在打印面反弹的墨水造成的污染的功能的打印头10的外观的立体图，图2是表示包括打印头10的本实施方式所涉及的连续式喷墨打印机(以后，简称为“打印机”)1的概要结构的局部剖切主视图。另外，图3是说明利用图2的打印机1而对被打印物进行打印时的动作的图。
49.本实施方式所涉及的打印机10的构成部件大体分为：与向打印头10供给墨水而进行打印相关的部件(以后，将它们称为“墨水供给系统”)；以及与向打印头10供给加压用及污染防止用的空气相关的部件(以后，将它们称为“空气供给系统”)。首先，对墨水供给系统的构成部件进行说明。
50.＜墨水供给系统＞
51.如图2所示，打印机10构成为包括打印头10、墨盒20以及泵30a、30b。这些部件中的打印头10构成为包括喷枪12、带电电极13、监测电极14、偏转电极15、回收槽16以及管17a、17b，这些部件收容于圆筒状的头罩11。
52.构成打印头10的喷枪12等部件实际上以与头罩11的空洞部110密接的状态而配置，但是，在图2中，为了容易理解并说明各部件的结构与功能而示出了概要配置。
53.喷枪12朝向被打印物、例如包装有商品的化妆箱4(参照图3)的侧面喷射墨滴id，并构成为包括喷枪主体121、超声波振动器122以及喷嘴123。利用泵30a从墨盒20送出并通过管17a而供给到喷枪主体121的墨水在由超声波振动器122施加了振动的状态下从喷嘴123的孔喷射。
54.从喷嘴123的孔喷出的墨柱ip因利用超声波振动器122施加的振动而分离为墨滴id，进而利用带电电极13使其带电，然后利用偏转电极15而仅使打印所需的墨滴id与带电
电荷量相应地偏转，并使其从形成于头罩11前部的狭缝114通过而着落于被打印物的打印面。
55.图3中示出了：在带式输送机(未图示)上沿箭头所示的方向以恒定速度移动的化妆箱(被打印物)40。此外，在图3中，考虑到易观察性而省略了打印头10中的与打印动作无关的头罩11。
56.关于化妆箱40，表面由聚乙烯、聚丙烯制的薄膜涂覆，在箱中装入食品等之后，在薄膜上打印制造编号、使用期限等而形成为最终商品的形态。
57.如图3所示，在化妆箱40沿与墨滴id的飞行方向正交的方向移动的情况下，通过改变墨滴id的偏转量，着落于化妆箱4侧面的墨滴id的位置发生变化，若墨滴id与化妆箱4的移动同步地反复偏转，则文字(图中为“a”)被打印于打印面。
58.另一方面，未带电的墨滴id、以及即便带电也未用于打印的墨滴id不发生偏转，而是保持原样地飞入墨水回收用的回收槽16，并被回收到墨盒20。利用泵30b使得回收槽16中回收的墨水从管17b通过而转移到墨盒20并被再利用。
59.打印机10的动作由未图示的控制器控制。控制器构成为包括cpu、存储器(rom、ram等)、计时器以及显示器，并对喷枪12的超声波振动器122、带电电极13的脉冲电源131、监测电极14、偏转电极15的直流电源151、以及泵30a、30b的动作进行控制。
60.具体而言，控制器通过对泵30a进行驱动而对收容于墨盒2的墨水施加压力并将其供给至喷枪主体121。另外，控制器基于由监测电极14监测到的信号而对从脉冲电源131施加于带电电极13的脉冲电压的时刻进行控制，由此对带电的墨滴id的数量、时刻进行调节。此外，控制器通过控制直流电源151的电压而对利用偏转电极15偏转的墨滴id的偏转量进行调节。
61.＜空气供给系统＞
62.接下来，参照前面叙述的图1、图2以及新的图4、图5，对打印机10的空气供给系统进行说明。图4是头罩11中的形成有供墨滴通过的狭缝114的盖112的俯视图，图5(a)是该盖112的主视图，图5(b)是由图4的a－a线剖切的剖视图，图5(c)是由图4的b－b线剖切的剖视图。
63.在本发明中，使用由压缩机压缩后的空气(气体)而实现2个功能。具体而言，实现：作为标准功能而搭载于连续式打印机的、将头罩内保持为正压的功能；以及向在打印面反弹的墨水粒子喷射空气而防止墨水粒子通过狭缝侵入头罩内的功能。
64.虽未图示，但是，从压缩机通过管供给的空气首先由排水收集器除去多余的水分，进而由油雾分离器除去油雾。
65.然后，空气分流形成2股，从一方的管通过的空气ar1供给到头罩11的空洞部110，分流到另一方的管的空气ar2供给到设置于盖112的空气吹出口115。
66.关于2股空气ar1以及ar2的功能，与头罩11的结构一起进行说明。如图2所示，头罩11构成为包括：圆筒状的罩主体111；以及以能够拆装的方式安装于罩主体111前部的盖112。
67.罩主体111为了增强对来自外部的噪声的耐性而由金属制成，另一方面，考虑到易成型性而由树脂制成盖112。
68.首先，对第1空气ar1的功能进行说明。在前面叙述的一方的管的中途安装有调节
器(未图示)以使得由压缩机压缩后的空气的压力降低至适当的值，并将利用调节器对压力进行调整后的空气ar1供给到头罩11。
69.如图2所示，在将头罩11的罩主体111的后端部密闭的盖19形成有供管18通过的孔，管18的前端向头罩11的空洞部110敞开。空洞部110除了喷射墨滴id的开口部即纵长状的狭缝114以外均密闭，通过管18而供给的空气ar1(由空白的箭头表示)的大半部分滞留于头罩11内而使得空气压力提高。
70.关于连续式打印机，从喷嘴123喷出的墨水的一部分形成为墨雾而在周围气氛中飘散，并附着于构成部件的表面而成为污染、故障的原因，所以，需要定期地清洗头罩11内的部件。另外，尘埃通过回收槽而进入墨水循环系统，由此导致管等堵塞而成为故障的原因。
71.因而，将打印头10的主要部件收容于头罩11内并且将头罩11内保持为正压，由此促进墨雾向外部的排出，并且防止来自外部的尘埃进入头罩11内。通过上述等处理，能够延长清洗构成部件的周期，并且能够避免由尘埃引起的管等的堵塞。
72.接下来，对通过另一方的管而供给到头罩11的盖112的第2空气ar2的功能进行说明。在有底圆筒型的盖112的上部形成有厚壁部113，在该厚壁部113形成有：喷出墨滴的狭缝114；以及向被打印物喷射空气ar2的吹出口115。
73.如图5(a)所示，第2空气ar2的吹出口115形成为将狭缝114包围。而且，如图5(b)及图5(c)所示，在厚壁部113的内部形成有：将从压缩机供给的空气的管(未图示)连接的端口116；以及将端口116与吹出口115连结的流路117。
74.如图5(b)所示，从端口116延伸的流路117形成为将吹出口115包围，其理由在于：使得从吹出口115吹出的空气ar2的强度均匀，不会对从狭缝114通过的墨滴的飞翔造成影响。
75.此外，如图4所示，在盖112的圆筒部的后端的对置的位置处形成有一对卡止片118，另一方面，如图1所示，在罩主体111的前部的对置的位置处形成有一对卡止孔119。
76.当将盖112安装于罩主体111时，将盖112的卡止片118插入于主体111的前部之后，使卡止片118与卡止孔119卡合，由此使得罩主体111与盖112实现一体化。
77.如图2中由实线的箭头所示，在本实施方式中，在头罩11的盖112中的供墨滴通过的狭缝114的周围形成有空气的吹出口115，从该吹出口115向被打印物喷射空气ar2。
78.空气ar2的吹出口115与狭缝114独立地形成，并且空气ar2的吹出方向与墨滴id的飞行方向大致平行，所以，空气几乎不会与通过狭缝向被打印物飞翔的墨滴id碰撞。因此，不会因空气ar2而使得墨滴id的飞行路径弯曲并由此导致打印质量下降。
79.另一方面，从被打印物反弹的墨水粒子被从吹出口115吹出的空气ar2推回，所以，能够抑制通过狭缝114侵入头罩11内的墨水粒子的量。
80.其结果，能够将打印头10的构成部件被墨水污染的程度抑制为最小限度。此外，能够避免如下事态：墨水的固体物质堆积于电极等的表面，使得堆积的墨水与包括罩的打印头的金属制构成部件短路而导致打印机发生故障。
81.另外，作为空气ar2的次要效果，通过向着落于打印面的墨水喷射空气而促进墨水的干燥，能够防止墨水的褪色、转印的发生。
82.此外，若从吹出口115吹出的空气ar2的压力过强，则会对从狭缝114通过的墨滴的
飞行造成影响而使得打印质量下降。相反，若空气ar2的压力较弱，则侵入头罩11内的墨水粒子的量增多。因此，关于空气ar2的压力，需要通过实验而设定于不会对墨滴的飞行造成影响并且能够抑制墨水粒子的侵入的范围内。
83.图6是表示从使用连续式打印机反复进行打印后的打印头拆下头罩之后的状态的照片，且是从正面对打印头10中的上下的偏转电极15进行拍摄所得的图片。
84.图6中的图6(a)是对不具有空气吹出口的现有的打印头进行拍摄所得的图片，图6(b)是对具备空气吹出口的本发明所涉及的打印头进行拍摄所得的图片。
85.在实验中，作为现有的打印头而使用了形成有中心距离为9mm、宽度为2.6mm的狭缝的盖。另外，作为本发明所涉及的打印头而使用了由宽度为1mm的吹出口将上述狭缝的周围包围的盖。而且，向现有的打印头供给空气ar1，向本发明所涉及的打印头供给ar1以及ar2，以从狭缝中轻微地吹出风、且从吹出口吹出不会对墨滴的飞行造成影响的程度的风的方式，对空气的压力进行调节。
86.如图6(a)所示，关于不具有空气吹出口的现有的打印头，例如像由白色圆圈包围的那样，墨水会附着于上偏转电极的前端而引起固体物质堆积。若如前面叙述那样放任固体物质的堆积，则固体物质的前端会与其他构成部件、罩主体接触而成为故障、事故的原因。
87.与此相对，如图6(b)所示，关于在盖112设置有空气吹出口115的本发明所涉及的打印头10，固体物质几乎不会堆积于上偏转电极15的表面。因此，能够防止随着墨水固体物质的堆积而产生的故障、事故。
88.(实施方式2)
89.图7及图8中示出了头罩的盖的又一例。图7是盖112a的俯视图，图8(a)是该盖112a的主视图，图8(b)是由图7的c－c线剖切而得到的剖视图，图8(c)是由图7的d－d线剖切而得到的剖视图，图8(d)是由图7的e－e线剖切而得到的剖视图。
90.在图中，对具有与实施方式1的盖112相同的功能的部件标注相同的附图标记。另外，为了与实施方式1的盖112加以区别，对各附图标记附加字母“a”。
91.如前面叙述的图5所示，关于实施方式1所涉及的盖112，以将吹出口115包围的方式形成流路117，同时以等间隔形成将吹出口115与流路117连结的流路，以便从空气的吹出口115吹出均匀的空气。
92.一般情况下，盖112通过注塑成型而制作，但是，在将端口116与吹出口115连结的流路117复杂的情况下，模具的制造成本提升。
93.与此相对，关于本实施方式所涉及的盖112a，如图8所示，在狭缝114a的上部形成半圆形状的吹出口115a，利用长方体状的流路117a将吹出口115a与端口116a连结。由于流路117a的形状实现了简化，所以，与实施方式1的盖112相比能够抑制模具的制造成本。
94.本实施方式所涉及的吹出口115a与实施方式1所涉及的吹出口115相比，向打印面喷射的空气产生偏离。但是，根据实验结果可知：若以使从吹出口115a吹出的空气稍微朝向圆筒的中心的方式形成流路116a，则防止墨水的附着的效果几乎不会发生变化。
95.因此，根据打印头10所要求的规格，不形成实施方式1所示那样的将狭缝114包围的形状的吹出口115以及形状复杂的流路117，可以采用实施方式2所示的圆弧状的吹出口115a以及形状简单的流路117a。
96.此外，在上述各实施方式中，作为打印头的头罩而使用圆筒状的头罩，并且在该头罩的空洞部收容主要部件，但是，头罩的形状并不限定于圆筒状。可以与构成部件的形状、配置匹配地使用剖面呈四边形、六边形的头罩。
97.另外，在上述各实施方式中，说明了对沿水平方向移动的被打印物进行打印的情况，但是，被打印物的移动方向并不局限于此，例如，即便在被打印物沿垂直方向移动的情况下，也可以引入：防止在打印面反弹的墨水引起的打印头的污染的功能。在该情况下，墨滴在水平方向上偏转。